[发明专利]一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置

权利要求书

1.一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，包括集成制作在外延片上的有源区(1)、无源区(2)和探测器(3)；所述有源区(1)、所述无源区(2)和所述探测器(3)依次对接成型，且所述无源区(2)为单路或双路结构，所述有源区(1)的数量为1个，并与所述无源区(2)对接，所述探测器(3)的数量与所述无源区(2)的路数相同，并与所述无源区(2)对接；所述有源区(1)和所述探测器(3)的能带结构一致，所述无源区(2)能带的带隙大小与所述有源区(1)不同。

2.根据权利要求1所述的一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，所述有源区(1)为红外光波长附近的宽谱光源。

3.根据权利要求1所述的一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，所述有源区(1)为半导体光放大器，所述半导体光放大器远离所述无源区(2)的端面镀有反射膜(4)。

4.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，所述无源区(2)包括辐射波导(21)和多模波导(22)；所述多模波导(22)与所述探测器(3)对接，所述辐射波导(21)的宽度小于所述有源区(1)、所述多模波导(22)和所述探测器(3)的宽度，所述辐射波导(21)的两端均通过锥形波导(23)过渡对接在所述多模波导(22)和所述有源区(1)之间。

5.根据权利要求4所述的一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，所述多模波导(22)含有π相移的反对称光栅。

6.根据权利要求5所述的一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，所述反对称光栅采用取样布拉格光栅方式等效实现。

7.根据权利要求6所述的一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，所述反对称光栅制作电极，通过注入电流调整所述无源区的有效折射率，进而控制所述反对称光栅的布拉格波长。

8.根据权利要求4所述的一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，当所述无源区(2)为单路时，待测气体(5)通入所述辐射波导(21)的一侧，与所述辐射波导(21)的辐射光相互反应作用；当所述无源区(2)为双路时，所述无源区(2)呈Y型结构，包含两组所述辐射波导(21)和所述多模波导(22)，待测气体(5)通入两组所述辐射波导(21)之间，与所述辐射波导(21)的辐射光相互反应作用，进而识别所述待测气体(5)中两种不同的成分。

9.根据权利要求1-4和5-8中任一项所述的一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，所述探测器(3)的探测气体包括甲烷、氧气、氨气、硫化氢、一氧化碳或二氧化碳。

10.根据权利要求1-4和5-8中任一项所述的一种基于反对称光栅的单片集成气体检测装置，其特征在于，所述单片集成式气体检测芯片用于实现近红外激光检测，或中红外激光检测。